浅谈金属的电化学腐蚀

浅谈金属的电化学腐蚀第1页，课件共12页，创作于2023年2月基本介绍不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。铁失去电子，被氧化.第2页，课件共12页，创作于2023年2月基本介绍金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。反应中，金属失去电子被氧化，其过程称为阳极反应过程，反应产物进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其过程称为阴极反应过程。第3页，课件共12页，创作于2023年2月基本介绍直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。外加电流法示意图第4页，课件共12页，创作于2023年2月相关原理电化学腐蚀是金属的腐蚀最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。第5页，课件共12页，创作于2023年2月相关化学方程式(1)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)负极(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-正极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3铁锈。

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。

Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑O2＋2H2O＋4e-→4OH-第6页，课件共12页，创作于2023年2月相关化学方程式(2)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)负极(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-

Fe2+＋2H2O=Fe(OH)2＋2H+正极(杂质)：2H+＋2e-=H2电池反应：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。第7页，课件共12页，创作于2023年2月现象危害由于金属表面与铁垢之间的电位差异，从而引起金属的局部腐蚀，而且这种腐蚀一般是坑蚀，主要发生在水冷壁管有沉积物的下面，热负荷较高的位置。如喷燃器附近，炉管的向火侧等处，所以非常容易造成金属穿孔或超温爆管。铜铁的高价氧化物对钢铁会产生腐蚀，但腐蚀作用是有限的，有氧补充时，该腐蚀将会继续进行并加重。第8页，课件共12页，创作于2023年2月解决办法-除氧热力除氧其原理是根据气体溶解定律（亨利定律），任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温有关，温度越高，水蒸汽的分压越高，而其它气体的分压则越低，当水温升高至沸腾时，其它气体的分压为零，则溶解在水中的其它气体也就等于零。优点是除氧效果好，缺点是设备购置费用大、不好操作、能量消耗大、运行费用高。所谓不好操作，要求低温除氧的场合，热力除氧有其明显的局限性。第9页，课件共12页，创作于2023年2月解决办法真空除氧其除氧原理与热力除氧基本相同，除氧器在低于大气压力下进行工作，利用压力降低时水的沸点也降低的特性，水处于沸腾状态而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的锅炉由于出水温度低于蒸汽锅炉的进水要求而很少采用真空除氧，在要求低温除氧时则比热力除氧有着明显的优势，但大部分热力除氧的缺点仍存在，并且对喷射泵、加压泵等关键设备的要求较高。铁屑除氧其原理是当有一定温度的水通过铁屑时，水中的氧即与铁发生化学反应，在此过程中氧被消耗掉。该方法除氧装置简单，投资省，但存在着除氧效果波动大、装置失效快等明显缺点，因而使用该方法除氧的用户逐步减少，面临着淘汰的处境。第10页，课件共12页，创作于2023年2月解决办法解吸除氧利用亨利定律，氧在水中的溶解度与所接触的气体中的氧分压成正比，把准备除氧的水与己脱氧的气体强烈混合，则溶解在水中的氧将大量扩散到气体中，从而达到除去水中溶解氧的目的。化学药剂除氧化学药剂除氧是把化学药剂直接加入锅炉本体、给水母管或者热水锅炉的热水管网中。化学药剂主要是传统的亚硫酸钠、联氨及新型的二甲基酮肟、乙醛肟、二乙基羟胺、异抗坏血酸钠等。化学药剂除氧具有装置和操作简单、投资省、除氧效果稳定且可满足深度除氧的要求，特别